循环流化床 锅炉冷渣器的现状分析及发展方向探讨

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1、学兔兔www.xuetutu.com工业锅炉2011年第1期(总第125期)文章编号：1004—8774(2011)01．34-06循环流化床锅炉冷渣器的现状分析及发展方向探讨卜银坤(北京派通电力设备有限责任公司，北京102413)TheSituationandDevelopmentTrendencyofCirculatingFluidizedBedBoilerSlagCooler作者简介：卜银坤，毕业于西安交通大学锅BUYinkun炉专业，高级工程师。(BeijingPaitongPowerEquipmentCo．Ltd，Beijing102413，C

2、hina)现任北京派通电力设摘要：应用精典的传热学理论对各种冷渣器内的传热进行了分析和计算，认为：靠重力备有限责任公司总工使高温炉渣颗粒流态化和靠共振控制均匀排渣的风、水冷设计，可以使冷渣器的结构走向紧凑程师，主要负责火力型、节能型、简单型，应当是当前循环流化床锅炉冷渣器理想的发展方向。发电厂节能环保产品、压力容器、热力工关键词：循环流化床锅炉；流化床冷渣器；滚筒式冷渣器；螺旋搅拌式冷渣器；风冷；水冷；重力流化：共振出渣程、化工设备的研究中图分类号：TK223．28文献标识码：B和开发。O前言叫日l—循环流化臻锅炉我国循环流化床锅炉在用的冷渣器主要有流看

3、火门床冷渣器(如图1)，滚筒式冷渣器(如图2)，螺旋搅J}膛底层一(1l拌式冷渣器(如图3)。基于各种冷渣器的运行实=!践，人们逐渐认同了滚筒式冷渣器，而且目前几乎所第挎却室第二抟有的循环流化床锅炉全都改用了滚筒式冷渣器。然梳1啦fl而，人们并不真正知其所以然，理论上带有盲目性。选择书对于国际通用的流化床冷渣器，炉渣在空气的流化淹化状态下的传热系数到底是多少；对于水套滚筒式冷冷却淹把睁却逾他籼此时挣却蒲fll常郇淹捧放L1靴漆持放¨柑播u渣器，炉渣在扬料板的作用下弥散在壳体的整个空问，其综合的传热系数到底是多少；对于完全靠水冷的螺旋搅拌式冷渣器为什么不能

4、占领市场。这些深层次的问题却至今无人做理论的深入研究。鉴于以上情况，笔者在此不考虑冷渣器的结构图1流化床冷渣器结构及原理示意图成本和设备的复杂性，在各自设计合理的情况下，仅就传热系数进行分析比较，应用最精典的传热学理论对不同的冷渣器作一实例计算，从而澄清多年来在这个学术问题上的模糊状态。鉴于炉渣的冷却属于典型的非稳态导热过程，所以特定属性的炉渣，其冷却的快慢完全决定于炉渣颗粒外部的换热环境。图2滚筒式冷渣器结构简图收稿日期：2010—1l-09学兔兔www.xuetutu.com·探讨园地·循环流化床锅炉冷渣器的现状分析及发展方向探讨35圆滑、非球彤的系

5、数=0．816；在风J土为P的局胜空气的吹拂下，床层临界空隙率1j=0．519时，床层上的松散颗粒即可达到鼓泡状态，此时流化床的床一层高度将增加到引=×图3螺旋搅拌式冷渣器结构简图炉渣外部的换热环境不外有导热、对流和辐射=×0．300=0．4054m三种传热方式，分析和计算表明：因为系统中冷却介质的温度很低，即使是具有较大辐射空间的滚筒式因为系数冷渣器，其辐射换热系数也是不值一提的。另外，像c==71．空气这类双原子气体，对辐射来讲属于透明体，不参∞U．oU与辐射换热，所以炉渣外部的换热环境主要是空气C：：：Q：墨鱼Q：!：0L,2—175—1．75一’

6、．0654’和炉渣之间的对流换热和炉渣与水冷壁面之间的接．触导热两种换热方式。流化床冷渣器的冷却机理是阿基米德准则数(它是浮升力与粘性力比值的反以空气冷却为主、问壁水冷为辅；滚筒式冷渣器的冷映)却机理是以间壁水冷为主、空气冷却为辅；螺旋搅拌：fPksKP~o．1．g．式冷渣器则完全以问壁水冷的方式进行炉渣冷却。＼1060／"／360为便于比较和说明问题，先不考虑滚筒式冷渣器和0．005：一I1f1×9．81×(18．97×10一)一6747432流化床冷渣器中的接触导热部分，将其与完全靠接．06J⋯又因为临界流化速度下，流化风的雷诺数触导热的螺旋搅拌式冷

7、渣器放在一起，进行综合传热系数和冷却所需时间的比较，从而找出最佳冷渣如i：华：一C。器的设计路径。601计算比较的已知条件和对冷渣器的工作=√25．17+0．0654×6747432—25．17=639．60则：临界流化速度要求已知高温炉渣：颗粒的平均直径dZ=0．005ITI；u—一——而一=43m／sj可视密度p=2100kg／m；自然推积密度P=因为鼓泡床的极限速度1365kg／m，其推积的空隙率经计算占=0．35，大6747432于理论最小堆积空隙率0．26；导热系数⋯A=0．29x瓦IJ百W／m·clC；平均比热']=1kJ／kg·℃(查850

8、℃时炉渣的热容量；。=821kJ／kg)。×-15．97m／s假设：进口空气温度